JPH08185723A - Insulated electric wire for heat-resistant high-frequency power - Google Patents

Insulated electric wire for heat-resistant high-frequency power

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JPH08185723A
JPH08185723A JP6324526A JP32452694A JPH08185723A JP H08185723 A JPH08185723 A JP H08185723A JP 6324526 A JP6324526 A JP 6324526A JP 32452694 A JP32452694 A JP 32452694A JP H08185723 A JPH08185723 A JP H08185723A
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JP
Japan
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insulating
metal
heat
frequency power
wire
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Application number
JP6324526A
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Japanese (ja)
Inventor
Shinji Inasawa
信二 稲澤
Koichi Yamada
浩一 山田
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Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE: To provide an insulated electric wire efficiently transmitting high-frequency power and usable in high-temperature atmosphere or in vacuum by applying an insulating inorganic compound on a layer containing chromium, vanadium and their oxides. CONSTITUTION: A chromium oxide-containing layer 2 is formed on the outer surface of a copper wire 1, and an oxide insulating layer 3 is formed on the layer 2 by the heat treatment of the precursor solution of a metal oxide. The layer 3 is made of a silicone oxide and functions as an adhesive layer, and it contains chromium, vanadium and their oxides. When metal chromium and a vanadium compound are mixed with the chromium oxide, a soft film is formed, and it can be bendable for processing. It can be used in high- temperature atmosphere, and it can be also used in vacuum while gas emission is reduced. A high-frequency current can be efficiently conducted.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、高真空機器や高温使
用環境下において、特に20KHz以上の高い周波数の
電流を効率良く通電するために用いられる絶縁電線に関
するものであり、具体的な用途としては誘導加熱用発振
コイルやその給電ケーブルとして使用できるものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an insulated wire used for efficiently passing a current having a high frequency of 20 KHz or higher in a high vacuum equipment or a high temperature use environment. Can be used as an induction heating oscillation coil or a power supply cable for the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】高周波用電力線は、従来、エナメル線を
寄り合わせたリッツ線が使用される。例えば電磁調理器
では、周波数20KHz前後の高周波を流すことにより
コイルの周りに磁界をつくり、その磁界内におかれた鉄
等の強磁性体に渦電流を生じさせる機能を持ったコイル
である。従来からあるリッツ線は、高周波領域の電流が
流れた場合、導体の表皮効果を小さくなるように銅線を
構成する導体1本、1本を絶縁して用いられてきた。こ
のリッツ線は、通常エナメル線を撚合わせて、あるいは
絹、綿等の絶縁物を被覆した線を撚合わせて製造されて
きた。要するに、導体を分割し線間を絶縁し表皮効果を
小さくすることを目的としている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a high frequency power line, a litz wire in which enamel wires are laid together is used. For example, an electromagnetic cooker is a coil having a function of generating a magnetic field around the coil by flowing a high frequency of about 20 KHz and generating an eddy current in a ferromagnetic material such as iron placed in the magnetic field. Conventionally, the litz wire has been used by insulating one conductor from one conductor forming a copper wire so that the skin effect of the conductor is reduced when a current in a high frequency region flows. This litz wire has usually been produced by twisting enamel wires or twisting wires covered with an insulating material such as silk or cotton. In short, the purpose is to divide the conductor and insulate between the wires to reduce the skin effect.

【0003】また、加熱による輻射熱,通電電流の銅損
によるジュール熱などにより高周波コイルもしくは給電
ケーブルが高温にさらされる可能性のある場合は、発熱
体とコイルの間に断熱材を配置する事や通電電流をジュ
ール熱が問題にならない程度に抑える必要があった。ま
た、高い真空度が要求される環境下で使用される場合に
は、エナメル等の有機物被覆だけでは、耐熱性やガス放
出性等の点で不十分である。そこで、高周波コイルに関
しては裸の銅パイプをコイル状に加工し、パイプ内部を
水冷する事によりジュール熱および輻射熱による影響を
抑える構造が取られていた。
Further, when there is a possibility that the high frequency coil or the power feeding cable is exposed to high temperature due to radiant heat due to heating, Joule heat due to copper loss of the energized current, a heat insulating material may be arranged between the heating element and the coil. It was necessary to suppress the energizing current to the extent that Joule heat did not become a problem. Further, when used in an environment where a high degree of vacuum is required, coating with an organic substance such as enamel alone is insufficient in terms of heat resistance and gas releasing property. Therefore, the high frequency coil has a structure in which a bare copper pipe is processed into a coil shape and the inside of the pipe is water-cooled to suppress the influence of Joule heat and radiant heat.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】絶縁材に有機樹脂を使
用した絶縁電線では、絶縁性が保たれ得る最高の温度
は、たかだか200℃程度である。また、真空中での使
用は有機樹脂からガス放出があり、不可能であった。ま
た、絶縁材料にセラミックス製のガイシ管を用いた構造
も考慮できるが、可撓性に乏しくコイルとして使用する
ことは甚だ困難ある。
In the case of an insulated wire using an organic resin as an insulating material, the maximum temperature at which the insulating property can be maintained is about 200 ° C. at most. In addition, use in vacuum was not possible because gas was released from the organic resin. Further, although a structure using a ceramic insulator tube as an insulating material can be considered, its flexibility is poor and it is extremely difficult to use it as a coil.

【0005】上記のため、真空中で高周波コイルとして
使用するためには裸の銅パイプをコイル状に加工し、パ
イプ内部を水冷する事によりジュール熱の発生を抑える
手段が取られており、コイル形状を維持するためと、単
線であるため表皮部分しか電気電導に寄与しないためか
なり太い銅パイプを用いる必要があった。また、大気中
では銅の酸化のため使用できないものであった。本願で
開示される耐熱高周波電力用絶縁電線は、下記の特徴を
有している。 高温大気中でも使用が可能。 ガス放出が少なく真空中でも使用が可能。 高周波電流を効率よく電導することが可能。
For the above reasons, in order to use as a high frequency coil in a vacuum, a means for suppressing generation of Joule heat is taken by processing a bare copper pipe into a coil shape and cooling the inside of the pipe with water. It is necessary to use a fairly thick copper pipe in order to maintain the shape and because only a skin portion contributes to electric conduction because it is a single wire. Further, it could not be used in the atmosphere due to the oxidation of copper. The insulated wire for heat-resistant high-frequency power disclosed in the present application has the following features. Can be used even in high temperature atmosphere. It emits little gas and can be used even in vacuum. High-frequency current can be conducted efficiently.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】高周波電力を効率よく伝
送しかつ、高温大気中や真空中でも使用できることを目
的とし、撚線構造であり、この撚線素線の表面にクロム
およびバナジウムとそれぞれの酸化物を含有する層を中
間層としその外層に絶縁性無機化合物を被覆する。撚線
素線すなわち導体としてはニッケルもしくはクロムめっ
きを施した銅もしくは銅合金が使用できるである。絶縁
性無機化合物は、有機金属ポリマー、有機金属オリゴマ
ーもしくは有機金属モノマーは、金属アルコキシド、金
属有機酸塩、ポリシラザン、ポリカルボシラン、ポリボ
ロシロキサンの塗布するのに必要な場合は有機溶媒の溶
液としたものを、クロムおよびバナジウムとそれぞれの
酸化物を含有する層を予め、形成した素線上に塗布し、
加熱分解する事により形成される。この結果生成した絶
縁層は、絶縁性金属酸化物,絶縁性金属窒化物,絶縁性
金属炭化物もしくはそれらの複合体である。
[Means for Solving the Problems] A stranded wire structure is provided for the purpose of efficiently transmitting high-frequency power and capable of being used even in a high temperature atmosphere or in a vacuum. A layer containing an oxide is used as an intermediate layer and an outer layer thereof is coated with an insulating inorganic compound. As the stranded wire or conductor, nickel or chrome-plated copper or copper alloy can be used. The insulating inorganic compound is an organic metal polymer, an organic metal oligomer or an organic metal monomer, and a solution of an organic solvent when necessary for applying a metal alkoxide, a metal organic acid salt, polysilazane, polycarbosilane, or polyborosiloxane. Was applied to the element wire previously formed with a layer containing chromium and vanadium and respective oxides,
It is formed by thermal decomposition. The resulting insulating layer is an insulating metal oxide, an insulating metal nitride, an insulating metal carbide, or a composite thereof.

【0007】塗布焼成に関して、塗布する際の必要な粘
性および1回で形成できる皮膜厚を厚くするため、有機
金属ポリマー、有機金属オリゴマーもしくは有機金属モ
ノマーは、金属アルコキシド、金属有機酸塩、ポリシラ
ザン、ポリカルボシラン、ポリボロシロキサンの中に、
セラミックス微粒子を分散させてもよい。また、素線の
断面形状が円形ではなく平角線などの偏平な形状の場合
や、丸線でも特に皮膜が厚く偏肉なく均一に付ける必要
がある場合には、絶縁性無機化合物層の形成を、ゾルゲ
ル法により生成される金属酸化物の前駆体の微粒子が分
散されたゾル中に、まず素線を浸し、素線をその液中で
陰極として通電することにより、素線に絶縁性無機化合
物の前駆体を付着させる工程を使用することが好まし
い。この通電による皮膜形成をさらにスピードアップす
る必要がある場合、ゾル中に金属の無機塩が混合する事
により可能となる。この絶縁性無機化合物の前駆体は大
気中では使用可能であるが、若干の有機化合物および水
和物を含有するため、真空中でのガス放出が問題とな
る。このため、真空中使用の場合は、絶縁性金属化合物
の前駆体を付着せしめた基材を大気中で加熱することに
より、金属酸化物に転化することが好ましく、この熱処
理工程は、撚線後、もしくはコイル巻加工後を問わな
い。
Regarding coating baking, in order to increase the viscosity required for coating and the film thickness that can be formed at one time, the organometallic polymer, organometallic oligomer or organometallic monomer is a metal alkoxide, a metal organic acid salt, polysilazane, In polycarbosilane, polyborosiloxane,
Fine ceramic particles may be dispersed. In addition, if the cross-sectional shape of the wire is not a circle but a flat shape such as a rectangular wire, or if it is necessary to evenly apply even a round wire without uneven thickness, the insulating inorganic compound layer should be formed. , A sol in which fine particles of a metal oxide precursor produced by the sol-gel method are dispersed, first the wire is soaked, and the wire is electrically energized as a cathode in the liquid, so that the wire is made of an insulating inorganic compound. It is preferred to use the step of depositing the precursor of. When it is necessary to further speed up the film formation by this energization, it becomes possible by mixing an inorganic salt of a metal in the sol. The precursor of this insulating inorganic compound can be used in the atmosphere, but it contains a small amount of an organic compound and a hydrate, so that gas release in vacuum becomes a problem. Therefore, in the case of use in vacuum, it is preferable to convert the metal oxide to a metal oxide by heating the base material to which the precursor of the insulating metal compound is attached in the atmosphere. Alternatively, it does not matter after coil winding.

【0008】また、高周波コイルは設置後、あまり動か
されることはないが、そのリード線がある程度の装置の
構成部材に触れたり、擦れたりする場合も考慮されこの
ような場合には、素線表面に潤滑性のため、最外表面に
潤滑性のため水ガラスの加熱によって形成する事が可能
である。
Further, although the high frequency coil is not moved much after installation, it may be considered that the lead wire touches or rubs against the constituent members of the device to some extent. Due to its lubricity, it can be formed on the outermost surface by heating water glass due to its lubricity.

【0009】[0009]

【発明の作用】高周波用電力線は、効率よく電流を流す
ため、高周波領域の電流が流れた場合、導体の表皮効果
を小さくなるように銅線を構成する導体1本、1本を絶
縁して用いられことが効果的であり、導体を分割し線間
を絶縁し表皮効果を小さくすることを目的としている。
また、この絶縁には高い耐熱性及び非ガス放出性を目的
とし絶縁性無機化合物を用いる必要がある。金属に対し
絶縁性無機化合物、すなわちセラミックスなどを密着性
良く被覆することは困難であり、更に撚線加工に耐え得
るほどの高度な密着性が必要である。この密着性を得る
ため、本願では密着層として機能するクロムおよびバナ
ジウムとそれぞれの酸化物を含有する層を形成する。酸
化珪素や窒化珪素、もしくは酸化アルミニウムなど絶縁
性無機化合物と密着性が高い化合物として、酸化クロム
であることを本願発明者等は見いだしたが、酸化クロム
は電線の表面に形成するには、硬くて脆く、曲げ加工に
より亀裂が発生しやすいことが判明した。
Since the high frequency power line efficiently conducts current, the conductors forming the copper wire are insulated so that the skin effect of the conductor is reduced when the current in the high frequency region flows. It is effective to be used, and its purpose is to divide the conductor and insulate between the wires to reduce the skin effect.
Further, for this insulation, it is necessary to use an insulating inorganic compound for the purpose of high heat resistance and non-gas releasing property. It is difficult to coat the metal with an insulating inorganic compound, that is, ceramics, etc., and it is necessary to have a high degree of adhesion enough to withstand the twisted wire processing. In order to obtain this adhesion, a layer containing chromium and vanadium, which function as an adhesion layer, and their respective oxides is formed in the present application. The inventors of the present application found that chromium oxide was a compound having high adhesion to an insulating inorganic compound such as silicon oxide, silicon nitride, or aluminum oxide, but chromium oxide is hard to form on the surface of an electric wire. It was found that it was brittle and brittle, and cracking was likely to occur during bending.

【0010】そこで、酸化クロムに金属クロムやバナジ
ウム化合物を混合させると、柔軟な皮膜を形成し、曲げ
加工にも耐えることが確認された。この密着層を生成す
るためには、スパッタリング法やCVD法などの気相法
も使用できるが、低コストであり、電線などの丸線に形
成することが容易である電気めっき法を用いることが好
ましい。酸化クロム層を電気めっき法を用いて形成する
場合は、クロム酸の水溶液に小量の有機酸およびバナジ
ン酸化合物を添加したものが用いられる。一般的に、ク
ロムめっきを行う際に使用する電解浴としては、クロム
酸,硫酸を主体とするサージェント浴が知られている
が、この浴とは以下の点で異なる。つまり、電解浴中に
混合する鉱酸は、電気めっきの際にめっき表面上に生成
する、酸化クロムを溶解する働きがありこのため、光沢
状の金属クロム層がめっきされる。本願ではこの酸化ク
ロムを優先的にめっきすることが必要である。
Therefore, it has been confirmed that when a metallic chromium or a vanadium compound is mixed with chromium oxide, a flexible film is formed and it can withstand bending. To form this adhesion layer, a vapor phase method such as a sputtering method or a CVD method can be used, but it is preferable to use an electroplating method that is low in cost and easy to form into a round wire such as an electric wire. preferable. When the chromium oxide layer is formed by the electroplating method, an aqueous solution of chromic acid to which a small amount of an organic acid and a vanadic acid compound are added is used. Generally, as an electrolytic bath used when performing chrome plating, a Sargent bath mainly containing chromic acid and sulfuric acid is known, but it is different from this bath in the following points. That is, the mineral acid mixed in the electrolytic bath has a function of dissolving chromium oxide which is generated on the plating surface during electroplating, so that a glossy metallic chromium layer is plated. In the present application, it is necessary to preferentially plate this chromium oxide.

【0011】皮膜の付着性をより大きくするために、酸
化クロムを主体とする層の表面が粗面でビロード状であ
ることが好ましい。このため、一般に行われる光沢めっ
きとは処理電流密度等が異なる。光沢めっきでは、処理
温度にもよるが10〜60A/dm2の電流密度が使用
されるが、本願では、100〜200A/dm2の電流
密度を使用し、粗面を得る。素線の絶縁性皮膜の形成は
有機金属ポリマー、有機金属オリゴマーもしくは有機
金属モノマーのうち少なくとも1種の加熱分解法によっ
て形成された無機材料よりなる絶縁層を形成することが
好ましい。有機金属ポリマー、有機金属オリゴマーもし
くは有機金属モノマーは、金属アルコキシド、金属有機
酸塩、ポリシラザン、ポリカルボシラン、ポリボロシロ
キサンである。金属アルコキシドもしくは金属有機酸塩
である場合は、加水分解反応および重縮合反応を行いゾ
ルを調整し塗布液として用いても良い。この際に生成す
る無機絶縁層は金属酸化物である。ポリシラザンを使用
する場合は、加熱処理を行う雰囲気にもよるが、不活性
雰囲気の場合は、主として窒化ケイ素を与え、酸化雰囲
気の場合は酸化ケイ素が主成分となる。ポリカルボシラ
ン及びポリボロシロキサンを使用する場合は、加熱処理
を行う雰囲気にもよるが、不活性雰囲気の場合は、主と
して炭化ケイ素を与え、酸化雰囲気の場合は酸化ケイ素
が主成分となる。基材との組み合わせにより、金属アル
コキシド、金属有機酸塩、ポリシラザン、ポリカルボシ
ラン、ポリボロシロキサンの混合物を用いても良い。
In order to increase the adhesion of the film, it is preferable that the surface of the layer mainly containing chromium oxide is rough and velvety. Therefore, the treatment current density and the like are different from those of the bright plating that is generally performed. In bright plating, a current density of 10 to 60 A / dm 2 is used depending on the treatment temperature, but in the present application, a current density of 100 to 200 A / dm 2 is used to obtain a rough surface. In order to form the insulating film of the wire, it is preferable to form an insulating layer made of an inorganic material formed by a thermal decomposition method of at least one of an organic metal polymer, an organic metal oligomer or an organic metal monomer. The organometallic polymer, organometallic oligomer or organometallic monomer is a metal alkoxide, a metal organic acid salt, polysilazane, polycarbosilane, or polyborosiloxane. When it is a metal alkoxide or a metal organic acid salt, it may be used as a coating solution by preparing a sol by performing a hydrolysis reaction and a polycondensation reaction. The inorganic insulating layer formed at this time is a metal oxide. When polysilazane is used, it depends on the atmosphere in which the heat treatment is carried out, but in the case of an inert atmosphere, silicon nitride is mainly given, and in the case of an oxidizing atmosphere, silicon oxide is the main component. When polycarbosilane and polyborosiloxane are used, depending on the atmosphere in which the heat treatment is performed, in the inert atmosphere, silicon carbide is mainly given, and in the oxidizing atmosphere, silicon oxide is the main component. Depending on the combination with the base material, a mixture of metal alkoxide, metal organic acid salt, polysilazane, polycarbosilane, and polyborosiloxane may be used.

【0012】また、厚い無機絶縁皮膜が必要な場合は、
有機金属ポリマー、有機金属オリゴマーもしくは有機金
属モノマー中に、シリカ、アルミナ、ジルコニア、窒化
ケイ素、炭化ケイ素、窒化アルミ、もしくはこれらの混
合体または部分安定化ジルコニアの微粒子を混合させる
ことができる。このようにして形成した皮膜は、非常に
平滑であるが、欠点としては一度に形成できる皮膜が薄
いことが上げられる。特に素線間の絶縁信頼される用途
には、絶縁皮膜の厚さがある程度厚い必要がある。その
場合には、電着技術と前述のゾルゲル法を組み合わせた
新技術である電着ゾルゲル法(発明者等の造語)を使用
する。本手法は、ゾルゲル法により生成される金属酸化
物前駆体のゾルを調製し、必要に応じて金属の無機塩を
添加する。この、ゾル中に導体を浸漬し、導体を陰極と
して通電する事により、導体に金属酸化物の前駆体微粒
子と金属の無機塩より誘導される金属酸化物の前駆体物
質を付着、被覆する事が可能である。また、真空中使用
などの用途では、加熱処理することにより、前駆体に含
まれる水和物や若干の有機物を除去し、金属酸化物に転
化することが好ましい。
Further, when a thick inorganic insulating film is required,
Fine particles of silica, alumina, zirconia, silicon nitride, silicon carbide, aluminum nitride, or a mixture thereof or partially stabilized zirconia can be mixed in the organometallic polymer, organometallic oligomer or organometallic monomer. The film thus formed is very smooth, but a drawback is that the film that can be formed at one time is thin. In particular, the insulation between the wires is required to have a certain thickness for reliable use. In that case, the electrodeposition sol-gel method (a coined word of the inventors), which is a new technology combining the electrodeposition technology and the above-mentioned sol-gel method, is used. In this method, a sol of a metal oxide precursor produced by a sol-gel method is prepared, and an inorganic salt of a metal is added if necessary. By immersing the conductor in this sol and energizing it with the conductor as the cathode, deposit and coat the precursor particles of the metal oxide and the metal oxide precursor substance derived from the inorganic salt of the metal on the conductor. Is possible. In addition, in applications such as use in vacuum, it is preferable to remove the hydrates and some organic substances contained in the precursor by heating to convert them into metal oxides.

【0013】前述した、導体に金属酸化物の前駆体微粒
子を付着させる行程では、通電する事により、金属酸化
物の前駆体微粒子を、電気泳動させ導体に強制的に付着
させることができる。したがって、スプレー法や浸漬法
に比べ、付着させる微粒子の量を増加させることができ
かつ、付着量が基材の形状及び場所に依存しない。この
点が、従来のゾルゲル法を用いたコーティング方法と大
きく異なる。つまり、従来のゾルゲル法では、金属アル
コキシドの加水分解と重縮合反応で生成した金属酸化物
前駆体を基材上に塗布するだけであり前述の通り、平角
線などのエッヂ部分の付着厚さが薄くなる傾向がある。
電気泳動を利用するため付着工程において比較的付着量
の少ない箇所に印可電圧が集中し、結果として全体に均
一な付着量を与える。
In the above-described step of adhering the metal oxide precursor fine particles to the conductor, the metal oxide precursor fine particles can be electrophoresed and forcibly adhered to the conductor by applying an electric current. Therefore, as compared with the spray method or the dipping method, the amount of fine particles to be attached can be increased, and the attached amount does not depend on the shape and location of the base material. This point is greatly different from the conventional coating method using the sol-gel method. That is, in the conventional sol-gel method, the metal oxide precursor generated by the hydrolysis and polycondensation reaction of the metal alkoxide is simply applied on the substrate, and as described above, the adhesion thickness of the edge portion such as the rectangular wire is reduced. It tends to be thin.
Since electrophoresis is used, the applied voltage is concentrated in a portion having a relatively small adhesion amount in the adhesion process, and as a result, a uniform adhesion amount is given to the whole.

【0014】また、この発明におけるゾル調整行程では
Journal of Non−Crystallin
e Solids.100(1988)526−530
に開示されているゾルゲル法とは下記の点で決定的に異
なる。ゾルゲル法により所望の皮膜を得る場合、ゾル液
の塗布および焼成により形成される。本発明では、基材
を陰極としてゾル粒子を陰極表面に電気泳動せしめると
同時にゾル粒子の水酸基部分のプロトンを水素ガスとし
て還元し陰極金属と結合させる。いわゆる、電気泳動と
めっきを兼ね備えている。この発明におけるゾル調整行
程では、ゾルの電気泳動効率を増加させるために金属の
無機塩を添加する。これにより電気泳動効率が上昇し、
より低い印可電圧および/またはより短い通電時間で、
金属酸化物の前駆体微粒子を導体に付着させることがで
きる。その結果、厚いセラミックスの被覆を形成させる
ことができる。この金属の無機塩としては、アルミニウ
ム、マグネシウム、カリウム、ジルコニウムの硝酸塩、
硫酸塩、塩化物、水酸化物であるなる群から選択された
化合物の少なくとも1種を用いることができる。
In the sol adjusting process of the present invention, the Journal of Non-Crystallin is used.
e Solids. 100 (1988) 526-530.
The sol-gel method disclosed in US Pat. When a desired film is obtained by the sol-gel method, it is formed by applying and baking a sol solution. In the present invention, the sol particles are electrophoresed on the surface of the cathode using the substrate as the cathode, and at the same time, the protons in the hydroxyl groups of the sol particles are reduced as hydrogen gas to bond with the cathode metal. It has so-called electrophoresis and plating. In the sol preparation process of the present invention, an inorganic salt of a metal is added in order to increase the electrophoretic efficiency of the sol. This increases electrophoresis efficiency,
With lower applied voltage and / or shorter energization time,
Precursor particles of metal oxide can be attached to the conductor. As a result, a thick ceramic coating can be formed. As the inorganic salt of this metal, nitrates of aluminum, magnesium, potassium and zirconium,
At least one compound selected from the group consisting of sulfates, chlorides and hydroxides can be used.

【0015】また、さらに大きな膜厚を得るため、前記
金属酸化物の前駆体ゾル中に、セラミックスの微粉末混
合するしても良い。セラミックス微粉末としては、マイ
カ粉末、酸化珪素、窒化珪素、炭化珪素、酸化アルミ、
窒化アルミからなる群から選択された化合物の少なくと
も1種を用いることができる。皮膜の表面平滑性に問題
があり、潤滑性が必要な用途には、最外層に水ガラス、
すなわち低融点ガラスのオーバーコートや、前述の塗布
熱分解法を繰り返して塗布焼成しても良い。
In order to obtain a larger film thickness, fine powder of ceramics may be mixed in the precursor sol of the metal oxide. The fine ceramic powder includes mica powder, silicon oxide, silicon nitride, silicon carbide, aluminum oxide,
At least one compound selected from the group consisting of aluminum nitride can be used. For applications where the surface smoothness of the film is problematic and lubricity is required, water glass as the outermost layer,
That is, the low melting point glass may be overcoated or the coating thermal decomposition method described above may be repeatedly applied and fired.

【0016】[0016]

【実施例】【Example】

[実施例1] (a) 酸化クロム含有層 線径1.8mmφのめっき銅線の外表面上に電解めっき処
理が施された。このとき、用いられる電解液としては、
その濃度が無水クロム酸200g/リットル,メタバナジン
酸アンモニウム20g/リットル,酢酸=6.5g/リットルの
ものが用いられた。めっき条件は、基材を陰極として用
い、浴温が50℃、電流密度150A/dm2 、処理時
間が2分間クロムめっきを行った。このようにして、ニ
ッケルめっき銅線の外表面に処理層が約1μm形成され
た。この表面状態は、ISO468−1982のSur
face Roughnessによる、中心線平均粗さ
Raは0.15μm,Ryは0.87μmであった。 (b) コーティング溶液の作製 2−エチル−ヘキサノイック シリケート20gをジブ
チルエーテル100mlに溶解した。 (c) コーティング (a)によって得られた線材を(b)のコーティング溶
液に浸漬した。このようにしてコーティング溶液が外表
面に塗布された線材に、温度500℃で10分間加熱す
る工程を10回施した。以上のようにして得られた絶縁
被覆電線は、図1に示されている。図1は、この発明に
従った絶縁電線の横断面を示す断面図である。第1図を
参照して、銅線1の外表面上に酸化クロム含有層2が形
成されている。この酸化クロム含有層2の上には、金属
酸化物の前駆体溶液の加熱処理によって酸化物絶縁層3
が形成されている。上記実施例においては、この酸化物
絶縁層3は、酸化珪素である。また、上記実施例1によ
れば、この素線が7本集合された形の撚線とし、酸化ク
ロム含有層2と酸化物絶縁層3によって構成される層の
膜厚は5μm程度であった。
[Example 1] (a) Chromium oxide-containing layer Electrolytic plating treatment was performed on the outer surface of a plated copper wire having a wire diameter of 1.8 mmφ. At this time, as the electrolytic solution used,
The concentration of chromic acid was 200 g / liter, ammonium metavanadate was 20 g / liter, and acetic acid was 6.5 g / liter. The plating conditions were such that the substrate was used as the cathode, the bath temperature was 50 ° C., the current density was 150 A / dm 2 , and the treatment time was 2 minutes. Thus, a treatment layer of about 1 μm was formed on the outer surface of the nickel-plated copper wire. This surface condition is based on Sur of ISO468-1982.
According to face Roughness, the center line average roughness Ra was 0.15 μm and Ry was 0.87 μm. (B) Preparation of coating solution 20 g of 2-ethyl-hexanoic silicate was dissolved in 100 ml of dibutyl ether. (C) Coating The wire obtained by (a) was immersed in the coating solution of (b). The wire material coated with the coating solution on the outer surface in this manner was subjected to the step of heating at a temperature of 500 ° C. for 10 minutes 10 times. The insulation-coated electric wire obtained as described above is shown in FIG. FIG. 1 is a cross-sectional view showing a cross section of an insulated wire according to the present invention. Referring to FIG. 1, chromium oxide containing layer 2 is formed on the outer surface of copper wire 1. The oxide insulating layer 3 is formed on the chromium oxide-containing layer 2 by heat treatment of a precursor solution of a metal oxide.
Are formed. In the above embodiment, the oxide insulating layer 3 is silicon oxide. Further, according to the above-mentioned Example 1, a twisted wire in which seven strands are assembled is formed, and the film thickness of the layer constituted by the chromium oxide containing layer 2 and the oxide insulating layer 3 is about 5 μm. .

【0017】得られた電線の特性を評価するために、こ
の7本撚線を、直径20cmで15ターン巻いたコイル状
とした。20KHz15Aの電流をコイルに印可し、コ
イルの上方約3cmのところに、SUS430の5mm厚の
シートを配置し、通電実験を行った。SUS430シー
トは20秒程度で300℃を超えたが、コイルは同じ時
間では、殆ど室温と同じ温度であり、温度上昇は確認さ
れなかった。また、10分間運転では、SUSシートは
500℃程度の温度になっており、輻射熱でコイル表面
の温度が300℃以上になっていたが、問題なく運転さ
れた。コイルのジュール熱による温度上昇も確認されず
また、従来の有機物が分解する300℃以上の運転温度
でも、問題なくコイルとして作動した。
In order to evaluate the characteristics of the obtained electric wire, the 7-stranded wire was formed into a coil shape having a diameter of 20 cm and wound 15 turns. A current of 20 KHz 15 A was applied to the coil, a 5 mm thick sheet of SUS430 was placed about 3 cm above the coil, and an energization experiment was conducted. The SUS430 sheet exceeded 300 ° C. in about 20 seconds, but the coil had almost the same temperature as room temperature at the same time, and no temperature rise was confirmed. In the operation for 10 minutes, the temperature of the SUS sheet was about 500 ° C., and the temperature of the coil surface was 300 ° C. or higher due to radiant heat, but the SUS sheet was operated without problems. No rise in temperature due to Joule heat of the coil was confirmed, and the coil operated without problems even at an operating temperature of 300 ° C. or higher at which conventional organic substances decompose.

【0018】[実施例2] (a) 酸化クロム含有層 線径1.0mmφの銅線を基材として使用した。このと
き、用いられる電解液としては、その濃度が無水クロム
酸200g/リットル,メタバナジン酸アンモニウム20g
/リットル,酢酸=6.5g/リットルのものが用いられた。め
っき条件は、基材を陰極として用い、浴温が50℃、電
流密度150A/dm2、処理時間が2分間クロムめっ
きを行った。このようにして、銅線の外表面に処理層が
約1μm形成された。この表面状態は、ISO468−
1982のSurface Roughnessによ
る、中心線平均粗さRaは0.15μm,Ryは0.87
μmであった。 (b)コーティング テトラエチルオルトシリケイト4モル%、水40モル
%、エチルエルコール56モル%の混合溶液に硝酸をテ
トラエチルオルトシリケイトのモル数に対して100分
の1の量だけ滴下し、温度80℃において2時間反応さ
せたゾルを調整し、この溶液100mlに対し硝酸アル
ミ6水和物を10mgを室温で混合し電解液を調整し
た。
Example 2 (a) Chromium oxide-containing layer A copper wire having a wire diameter of 1.0 mmφ was used as a base material. At this time, the electrolytic solution used has a concentration of 200 g / liter of chromic anhydride and 20 g of ammonium metavanadate.
/ Liter, acetic acid = 6.5 g / liter was used. The plating conditions were such that the substrate was used as the cathode, the bath temperature was 50 ° C., the current density was 150 A / dm 2 , and the treatment time was 2 minutes. In this way, a treatment layer of about 1 μm was formed on the outer surface of the copper wire. This surface condition is ISO468-
According to Surface Roughness of 1982, center line average roughness Ra is 0.15 μm and Ry is 0.87.
μm. (B) Coating To a mixed solution of 4 mol% of tetraethyl orthosilicate, 40 mol% of water and 56 mol% of ethyl erucol, nitric acid was added dropwise in an amount of 1/100 of the mole number of tetraethylorthosilicate, and the temperature was 80 ° C. The sol reacted for 2 hours was prepared and 100 ml of this solution was mixed with 10 mg of aluminum nitrate hexahydrate at room temperature to prepare an electrolytic solution.

【0019】次に、以上のようにして調整した電解液中
で、上述した導体を陰極として60Vの直流電圧を60
秒印可した後、電解液中から取り出したところ、ゲルと
して80μm程度の白色の膜が生成していた。このゲル
コーティングを行った導体を大気中150℃で10分
間、さらに570℃で10分間加熱することにより、厚
さ20μmのシリコン−アルミナ複合膜を形成した。さ
らに、表面に潤滑性のため、 Polysilasty
lene;ポリシラスチレン,(PhMeSi)x(M
eSi)y,y/x=3/1をトルエンに溶解し10重
量%に調整した溶液をコーティングした。コーティング
はコーティング溶液が外表面に塗布された線材を、大気
中,温度700℃で10分間加熱する工程を2回施し
た。
Next, in the electrolytic solution prepared as described above, a DC voltage of 60 V is applied to 60 V using the above-mentioned conductor as a cathode.
After applying for seconds, it was taken out from the electrolytic solution and a white film of about 80 μm was formed as a gel. The gel-coated conductor was heated in air at 150 ° C. for 10 minutes and then at 570 ° C. for 10 minutes to form a silicon-alumina composite film having a thickness of 20 μm. Furthermore, due to the lubricity on the surface, Polysilasty
len; polysilastyrene, (PhMeSi) x (M
eSi) y, y / x = 3/1 was dissolved in toluene and the solution adjusted to 10% by weight was coated. The coating was performed twice by heating the wire having the coating solution applied to the outer surface thereof in the air at a temperature of 700 ° C. for 10 minutes.

【0020】得られた電線の特性を評価するために、こ
の7本撚線を、直径15cmで5ターン巻いたコイル状と
した。13MHz30Aの電流をコイルに印可し、コイ
ルの中心付近に、純鉄1000gを入れた黒鉛製の容器
を配置し、全体を1×10-5torrの真空中に配置した。
運転により、約5分間で純鉄は溶解され、輻射熱でコイ
ル表面の温度が300℃以上になっていたが、真空度も
下がることなく問題なく運転された。コイルのジュール
熱による温度上昇も確認されずまた、従来の有機物が分
解する300℃以上の運転温度でも、問題なくコイルと
して作動した。
In order to evaluate the characteristics of the obtained electric wire, the 7-stranded wire was formed into a coil shape having a diameter of 15 cm and wound 5 turns. A current of 13 MHz of 30 A was applied to the coil, a graphite container containing 1000 g of pure iron was placed near the center of the coil, and the whole was placed in a vacuum of 1 × 10 −5 torr.
By operation, pure iron was melted in about 5 minutes and the temperature of the coil surface was raised to 300 ° C. or higher by radiant heat, but the vacuum degree did not decrease and the operation was performed without problems. No rise in temperature due to Joule heat of the coil was confirmed, and the coil operated without problems even at an operating temperature of 300 ° C. or higher at which conventional organic substances decompose.

【0021】[0021]

【発明の効果】以上説明したように、高周波電力を効率
よく伝送しかつ、高温大気中や真空中でも使用できる撚
線構造であり、この撚線素線の表面にクロムおよびバナ
ジウムとそれぞれの酸化物を含有する層を中間層とし、
その外層に絶縁性無機化合物を被覆した撚線素線すなわ
ち導体としてはニッケルもしくはクロムめっきを施した
銅もしくは銅合金を使用しているので、次のような効果
を奏する。すなわち、 高温大気中でも使用が可能。 ガス放出が少なく真空中でも使用が可能。 高周波電流を効率よく電導することが可能。
As described above, the stranded wire structure efficiently transmits high-frequency power and can be used even in a high temperature atmosphere or vacuum, and chromium and vanadium and their respective oxides are formed on the surface of the stranded wire. The layer containing is an intermediate layer,
As the stranded wire or the conductor whose outer layer is coated with an insulating inorganic compound, copper or copper alloy plated with nickel or chromium is used, so that the following effects are achieved. That is, it can be used even in a high temperature atmosphere. It emits little gas and can be used even in vacuum. High-frequency current can be conducted efficiently.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本実施例の構成を示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view showing the configuration of this embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:銅線 2:酸化クロム含有層 3:酸化物絶縁層 1: Copper wire 2: Chromium oxide containing layer 3: Oxide insulating layer

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 撚線であって、前記撚線素線として導体
を含む基材と、 前記基材の外表面上に形成された、クロムおよびバナジ
ウムとそれぞれの酸化物を含有する層と、 前記クロムおよびバナジウムとそれぞれの酸化物を含有
する層の上に絶縁性無機化合物を被覆したことを特徴と
する耐熱高周波電力用絶縁電線。
1. A stranded wire, a base material containing a conductor as the stranded wire, and a layer formed on the outer surface of the base material and containing chromium and vanadium and respective oxides, An insulated electric wire for heat-resistant high-frequency power, characterized in that an insulating inorganic compound is coated on the layer containing chromium and vanadium and their respective oxides.
【請求項2】 前記導体がニッケルもしくはクロムめっ
きを施した銅もしくは銅合金である請求項1に記載の耐
熱高周波電力用絶縁電。
2. The heat-insulating high-frequency power insulating electricity according to claim 1, wherein the conductor is copper or a copper alloy plated with nickel or chromium.
【請求項3】 絶縁性無機化合物が、有機金属ポリマ
ー、有機金属オリゴマーもしくは有機金属モノマーは、
金属アルコキシド、金属有機酸塩、ポリシラザン、ポリ
カルボシラン、ポリボロシロキサンの加熱分解により得
られる絶縁性金属酸化物,絶縁性金属窒化物,絶縁性金
属炭化物もしくはそれらの複合体であることを特徴とす
る請求項1に記載の耐熱高周波電力用絶縁電線。
3. The insulating inorganic compound is an organometallic polymer, an organometallic oligomer or an organometallic monomer,
It is characterized by being an insulating metal oxide, an insulating metal nitride, an insulating metal carbide or a composite thereof obtained by thermal decomposition of metal alkoxide, metal organic acid salt, polysilazane, polycarbosilane, polyborosiloxane. The insulated wire for heat-resistant high-frequency power according to claim 1.
【請求項4】 有機金属ポリマー、有機金属オリゴマー
もしくは有機金属モノマーは、金属アルコキシド、金属
有機酸塩、ポリシラザン、ポリカルボシラン、ポリボロ
シロキサンの中に、セラミックス微粒子を分散させた請
求項3に記載の耐熱高周波電力用絶縁電線。
4. The ceramic fine particles are dispersed in a metal alkoxide, a metal organic acid salt, a polysilazane, a polycarbosilane, or a polyborosiloxane as the organometallic polymer, the organometallic oligomer or the organometallic monomer, according to claim 3. Insulated wire for heat resistant high frequency power.
【請求項5】 絶縁性無機化合物が、ゾルゲル法により
生成される金属酸化物の前駆体の微粒子が分散されたゾ
ル中に、前記導体を浸し、前記導体を陰極として通電す
ることにより、前記導体に絶縁性金属化合物の前駆体を
付着せしめた請求項1に記載の耐熱高周波電力用絶縁電
線。
5. The conductor is obtained by immersing the conductor in a sol in which an insulating inorganic compound is dispersed in which fine particles of a precursor of a metal oxide produced by a sol-gel method are dispersed, and applying current to the conductor as a cathode. The insulated wire for heat-resistant high-frequency power according to claim 1, wherein a precursor of an insulating metal compound is attached to the.
【請求項6】 ゾル中に金属の無機塩が混合された請求
項5に記載の耐熱高周波電力用絶縁電線。
6. The insulated electric wire for heat-resistant high-frequency power according to claim 5, wherein an inorganic salt of a metal is mixed in the sol.
【請求項7】 絶縁性金属化合物の前駆体を付着せしめ
た基材を大気中で加熱することにより、金属酸化物に転
化した請求項5に記載の耐熱高周波電力用絶縁電線。
7. The insulated wire for heat-resistant high-frequency power according to claim 5, which is converted into a metal oxide by heating a base material having a precursor of an insulating metal compound attached thereto in the atmosphere.
【請求項8】 撚線素線の最外表面に水ガラスの加熱に
よって形成された層を備えた請求項1ないし請求項7に
記載の耐熱高周波電力用絶縁
8. The heat-resistant high-frequency power insulation according to claim 1, wherein a layer formed by heating water glass is provided on the outermost surface of the stranded wire.
JP6324526A 1994-12-27 1994-12-27 Insulated electric wire for heat-resistant high-frequency power Pending JPH08185723A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009277396A (en) * 2008-05-13 2009-11-26 Totoku Electric Co Ltd Electric wire and coil

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